山区河流取水工程的设计

侯雪鸿 张琦

摘要：山区河流具有流量变化大、水位变化大的特点，由于国内对河流梯级开发的不断进行，大部分河流已经逐渐形成大小不等的库区，此段的河流在枯水期水位稳定，但在洪水期，同样存在水位变化大且持续时间短的特点。本文通过某工程实例来介绍此类河流的取水设计。

关键词: 取水工程水质设计

中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：

1．工程概况

本工程位于山区，水源为已经形成库区的山区河流。原水取水规模远期为Q=25万m3/d，近期为10万m3/d，土建按照远期规模建设，设备分期安装。

2．水源水质

本工程取水口处水质监测见下表。

备注 采用GB3838-2002中Ⅲ类标准进行评价。

注：带“*”的数据表示未检出，其值为分析方法最低检出限的一半。

从水质监测结果，我们可以得出：

1）本工程拟建取水口处BOD5监测结果超过Ⅲ类水体水质标准,但符合Ⅳ类水体水质标准；其余监测项目均达到Ⅲ类水体水质标准。监测结果表明，本工程拟建取水口处州河水体水质基本达到Ⅲ水体标准。

2）由于工业区位于城市河流下游，距离城市污水处理厂排放口较近，受城市污水处理厂影响较明显；另外，由于城市污水处理率不高，导致大量城市生活污水未经处理直接排放，是导致本工程拟建取水口处水质BOD5指标超标的主要原因，随着城市污水处理率的上升，该处水质将呈上升趋势。

综上所述，由于本工程是为工业区提供生产用水，根据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）用于一般生产用水水源不低于Ⅳ类的要求，工业区处河流水源水质能满足本工程的要求，可以作为本工程的水源水。

3．取水口位置选择

本工程取水口位置位于电站蓄水库区以内，距离电站24km。该处河段比较顺直，具有较稳定的河床和河岸。

该段州河水下地形图见图1。

图1取水口处州河水下地形图

从断面图中可以得出：

1）该处河道基本呈U字形，相对于水电站正常水位270.00m和库区死水位267.50m，都能保证足够的取水深度，能够满足本工程取水对于水深的要求。

2）三个断面左岸均有良好的地址条件，岸边稳定。

3）取水口各断面岸边陡峭程度从大到小依次为：下断面、中断面及上断面。

4）假设以库区死水位以下1.5m（即水位266.00m）为取水最低水位，则取水管（渠）的长度从大到小依次为：上断面、中断面及下断面。

综上所述，三个断面中下断面的引水管（渠）长度最小，土方开挖量较其他两个断面少，降低了取水工程的工程费用，而且取水口处有一条深槽，对取水条件有利。因此，本工程取水口设置在下游断面处

4．取水方案

本河流特点有如下特点：

1）属于山区河流，取水口处为电站库区，当处于正常水位270.00mm，水流较缓；当洪水期时，P=1%洪水位为283.50，相对正常水位变化幅度为13.5m，变化幅度大，但洪水期水位变化快。

2）取水口处河段顺直，由于处于电站库区内，库区死水位为267.50m，河床底标高为260.5～263.0m，有足够的水深满足取水要求。

3）取水口处岸边坡度约i=0.3，角度约17°，河岸稳定且河床稳定。

根据取水口处州河特点，本工程取水采用自流管岸边式取水方式，集水井与取水泵房合建。

本工程采用湿井泵房的取水方案。

采用湿井泵房取水方案的特点是：

1）采用湿井泵房形式，水泵采用潜水泵，泵房尺寸小，工程费用低，施工周期短，施工方便。

2）泵井和配电值班间之间采用镂空形式，在洪水期间阻力小，安全度高。

3）潜水泵检修平台标高273.00m，高于库区高水位270.00mm，水泵提升高度小，检修维护方便。

4）洪水期间检修平台会被淹没，需要在进入洪水期之前进行设备维护。由于本河段为山区河段，而且又有水库调节，所以每次行洪时间很短，此缺点对本取水泵房负面影响很有限，加之现阶段潜水泵的质量较过去有很大的提高，设备故障率较低。因此，加强日常管理维护，可以弥补该方案的不足之处。

5．工程设计

1） 取水头部

设计规模25.0万m3/d，共1座，钢筋砼结构。

2）取水泵房

设计规模25.万m3/d，共1栋，土建按照远期规模设计，设备分期安装。采用湿式泵房，平面尺寸16.59.3m，泵房总高度26.0m，其中泵井高度8.5m，配电值班间高度6.0m，架空高度11.5m。

泵房为矩形钢筋砼结构，为方便行洪并降低造价，便于今后管理维护，泵房采用架空式设计。泵井检修平台设在水库常水位以上，标高为273.80m，配电值班间平台设于P=1%洪水位以上，标高为284.50m。

集水井分2格，内设钢制格网，间隙25mm。

水泵采用潜水泵，近期泵井内设置4台水泵，3用1备，单台水泵性能Q=1460m3/h，H=31.0m，N=180kW；远期换泵，共8台，6用2备，单台水泵性能Q=1830m3/h，H=31.0m，N=220kW。

3）阀门井

共1座，平面尺寸 16.52.5m，高度2.4m，钢筋砼结构。阀门井内设置潜水泵附属阀门，包括手动蝶阀、多功能水泵控制阀等，规格均为DN600。

6．结束语

取水泵房根据河流的特点，采用了湿井取水方式，并采用镂空方式和上部配电间相连，工程费用相对较低，虽然洪水期淹没了底层平台，但由于洪水期短，故对今后的维护管理影响不大。

作者简介：张琦（1972-），男，学士学位，高级工程师，主要从事市政给排水项目的设计工作；侯雪鸿（1972-），女，汉，学士学位，高级工程师，主要从事市政给排水项目的设计工作。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。